O termo Biotecnologia indica a aplicação prática da Biologia, será portanto o aproveitamento tecnológico dos recursos biológicos. Através de agentes biológicos e com recursos da engenharia, aposta na criação de bens e produtos dos mais variados tipos, de uso comum ou de elevada especificidade.
São utilizados para o efeito, intervenientes das diferentes áreas do conhecimento científico, como a Química, a Física, a Matemática, a Mecânica ou a Informática.
São necessárias instalações específicas, industriais ou laboratoriais, que permitam a manutenção e manipulação de organismos vivos. Os agentes biológicos acima referidos podem ser unicelulares (ex: leveduras) ou multicelulares (ex: algas), procariotas (ex: bactérias), eucariotas (ex: mamíferos) ou vírus. Estas células podem ser utilizadas directamente como produto final, ou para a extracção de seus componentes (ex: cápsulas proteicas de bactérias para vacinas) ou das moléculas que contêm (ácidos nucleicos, enzimas, anticorpos, etc.).
A Biotecnologia no seu todo é então uma interacção entre as áreas clássicas da engenharia (componente industrial) e das diversas componentes do estudo e compreensão biológica (parte laboratorial), como a Microbiologia, Biologia Molecular, Genética, Bioquímica, Química, Imunologia entre outros.
Processo Biotecnológico
Perspectiva Histórica
Áreas de aplicação
Filosofia e Ética
Estado da Biotecnologia em Portugal
Processo Biotecnológico
Componente Laboratorial
À escala laboratorial, decorre toda a investigação e projectos de desenvolvimento e ideias, em que se tenta criar ou melhorar metodologias, que permitam o aparecimento de novos processos biotecnológicos. Aqui a componente biológica é de maior relevância se bem que sempre acompanhada de cálculo matemático, físico e químico. Esta componente assenta em quatro fases essenciais:
- Fundamento Teórico – Investigação teórica, fundamentada com conhecimento prático, que permite a formulação da hipótese a testar laboratorialmente.
- Material e Métodos – Escolha da metodologia a seguir e material a utilizar para testar a hipótese formulada.
- Resultados – Dados resultantes da experiência realizada.
- Conclusão – Decisão que se retira da apreciação dos resultados, ou seja a validação ou não do método utilizado para as expectativas que se tinha pela fundamentação teórica.
Componente Industrial
Aqui a pesquisa laboratorial, toma forma num processo produtivo que pode conter as quatro principais etapas, ou apenas ser composto por uma delas:
- Meio de Cultura – Matéria-prima que é utilizada como fonte de energia para os organismos produtores.
- Biorreactores – recipientes de maior ou menor volume, que contêm o meio de cultura e os organismos produtores, onde se dá o processo de transformação dos reagentes em produtos. Os reactores podem ser agitados e/ou arejados ou não, num processo contínuo ou descontínuo, dependendo das necessidades de cada processo e dos organismos em causa. Estes organismos podem ainda, estar livres ou em suporte para facilitar a sua separação e recuperação.
- Processos de Separação – Recuperação dos produtos da reacção, através da separação destes, dos reagentes e dos organismos. Para o efeito são comummente utilizados os processos de centrifugação, prensagem, filtração, ultrafiltração, microfiltração, destilação, cromatografia e diálise
- Tratamento e Reaproveitamento de Efluentes – Existem vários processos de tratamento de efluentes, são por vezes uma maneira eficaz de reduzir a quase totalidade da carga poluente, orgânica ou química de um processo produtivo. Noutras situações este tratamento de efluentes é o processo biotecnológico em si, como nas Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR’s) ou estações de tratamento de resíduos das mais variadas indústrias. Por vezes este tratamento, permite a recuperação de alguns componentes do efluente, diminuindo o gasto com o processo, e não é invulgar a recuperação de subprodutos nos efluentes que tornam o processo bastante mais rentável.
Início
Perspectiva Histórica
- 6000 AC – Preparação de cerveja.
- 4000 AC – Fabricação de pão.
- Cultivo de algas para alimentação.
- Séc. XVII – Primeiras observações microscópicas.
- Séc. XVIII – Inicio da Vacinação.
- Séc. XIX – Levedura responsável pela fermentação alcoólica identificada por Luis Pasteur.
- Grandes avanços na tecnologia das fermentações, permite a evolução da Microbiologia criada por Pasteur.
- O Padre austríaco Gregor Mendel elabora as suas leis da hereditariedade constituindo os princípios do nascimento da Genética.
- Buchner, pai da Bioquímica comprova a fermentação alcoólica do açúcar com extractos de leveduras, mostrando a existência de enzimas.
- Séc XX – Watson e Crick (1953) propõem o modelo helicoidal da estrutura do DNA, marcando o nascimento da Biologia Molecular.
- Berg (1972), Cohen e Boyer (1973) conseguem obter DNA-recombinante e desenvolvimento de técnicas de cultura de tecidos, obrigam ao reconhecimento daEngenharia Genéticae a Biotecnologia moderna.
- Avanços na engenharia genética, clonagem e alteração de material genético de múltiplos organismos.
- 2000 – Sequenciamento total do genoma humano.
- Sec. XXI – Aumento exponencial de sequências genéticas e proteicas bem como de genomas sequenciados, e mapeamento genético de organismos.
- Aumento dos recursos e ferramentas de Bioinformática, bem como das bases de dados públicas e privadas com informação biotecnológica.
- Crescimento dos usos e aplicações da biotecnologia aplicada à nanotecnologia.
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Áreas de aplicação
Como foi dito, a Biotecnologia, nas suas vertentes de pesquisa e produção, tem um vasto rol de aplicações nas mais variadas áreas. Estas áreas por vezes sobrepõem-se, tornando complicada a tarefa de separa-las em categorias distintas. Aqui, fica uma listagem de algumas das aplicações da Biotecnologia:
Investigação – Biologia Molecular, Tecnologia do DNA recombinante, Genética, Microbiologia, Cultura de Tecidos, Medicamentos, Proteómica, Metabolómica, Transcriptómica, Bioquímica, Imunologia, Análises e Ensaios Clínicos.
Indústria:
- Alimentar – produção de alimentos, bebidas e aditivos alimentares, aproveitamento de subprodutos e desperdícios alimentares.
- Farmacêutica – insulina, vacinas, antibióticos e outros medicamentos.
- Química – compostos químicos orgânicos, enzimas e outras proteínas.
- Bioenergias – energia de biomassa pura, biodiesel, biogás e bioetanol.
Saúde – tratamentos, células estaminais, cultura de tecidos, exames, biosensores e marcadores.
Ambiente – tratamentos de água, tratamentos de resíduos, biorremediação, tratamento de efluentes fabris, e ETAR’s.
Agropecuária – composto (adubo natural), pesticidas, plantas e animais trangénicos e bancos genómicos.
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Filosofia e Ética
A Biotecnologia faz parte do grupo das tecnologias disruptivas (tecnologias que provocam avanços impares em relação ás anteriores, mudando completamente esse segmento, damos como exemplo a electricidade ou o motor de combustão), e como tal, provoca nas sociedades uma necessidade de avaliar as suas consequências ético-filosóficas. Nos últimos anos o crescimento da Biotecnologia e seus recursos, bem como o sequenciamento do genoma humano, trouxe para a praça pública inúmeras discussões.
Muitos dos ataques ao desenvolvimento biotecnológico, assenta no receio de que a manipulação genética de organismos possa conduzir a malefícios para o ambiente e para a biodiversidade. Outros pontos que geram bastante controvérsia são: a clonagem de humanos, manipulação do genoma e células estaminais, possíveis efeitos nocivos dos produtos trangénicos e de outras manipulações que se possam transformar num risco biológico (pragas, doenças, bioterrorismo) ou a questão das patentes. Estes receios devem conduzir a um estudo do custo-benefício em termos de impacto no bem-estar do Homem.
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Estado da Biotecnologia em Portugal
No link seguinte podem-se encontrar algumas considerações do gabinete da Presidência da Républica sobre o estado da Biotecnologia em Portugal.
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